近日，我院刘玉芳教授团队在光学工程领域SCI二区期刊《Infrared Physics & Technology》上发表题为“Excitation of Multi-Channel Cladding Modes Based on Fan-Shaped Refractive Index Modulated Long-Period Fiber Gratings”的研究论文。赵馨艺副教授为第一作者，王芳教授为通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金及河南省高等学校重点科研项目的资助。
针对现有级联结构复杂、特殊光纤制备难度大，以及传统单光栅多参数传感仅依赖同方位角阶数包层模式、难以实现高阶多模式可控激发等不足，长周期光栅因对外界物理量敏感，在光纤传感领域展现出广泛的应用前景。其凭借抗电磁干扰能力强、制备方式灵活、波长选择特性优良及灵敏度高等优势，在光纤传感中具有重要价值。
传统长周期光栅通常主要激发单一包层模，传感通道有限，在多参数同时测量时易受交叉敏感影响，难以兼顾结构简洁性与解调准确性。
针对上述问题，团队创新提出了一种基于扇形折射率调制长周期光栅的多物理量传感方案。该光栅结构采用CO₂激光逐点局域曝光制备，通过在光纤横截面内引入非对称、扇形分布的折射率扰动，打破传统圆对称调制方式的限制，实现了基模与多个不同方位阶数包层模（LP₁₄、LP₀₅、LP₁₅和LP₀₆模）的同时耦合。通过监测多个谐振峰并构建灵敏度矩阵，研究展示了折射率、扭转和温度的同时解调。扇形折射率调制长周期光栅兼具多参数同步测量能力与结构简洁性，为面向苛刻应用场景的多通道、多参数光纤传感提供了一种紧凑且可扩展的解决方案。
该成果突破了利用单个长周期光栅实现多参量传感的技术局限，为构建多通道、低成本、易集成的光纤传感器提供了新思路，在复杂环境检测中展现出良好的应用潜力。